船式旋耕埋草機技術(shù)的示范推廣及前景預(yù)測

摘要：船式旋耕埋草機技術(shù)是實現(xiàn)“水田適度耕整、秸稈埋覆還田”保護性耕作的一項新技術(shù)。通過在３省６縣市的生產(chǎn)示范推廣，表明經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益十分顯著。在我國南方和東南亞諸多國家具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：旋耕埋草；多熟制；適度耕整；埋覆還田

中圖分類號：Ｓ２２２．４文獻標(biāo)識碼：Ａ文章編號：0439－８114（２０11）14－2966-04

Ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ａｎｄ Ｐｒｏｓｐｅｃｔ Ｆｏｒｅｃａｓｔ ｏｆ Boat-rotary Tillage and Ｓｔｕｂｂｌｅ－ｍｕｌｃｈ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

ＺＨＯＵ Ｙｏｎｇ，ＸＵ Ｑｉ－ｃｈｕａｎ，ＸＩＡ Ｊｕｎ－ｆａｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｇｕｏ－ｚｈｏｎｇ，ＨＵＡＮＧ Ｈａｉ－ｄｏｎｇ

（College of Engineering Ｈｕａｚｈｏｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００７０， Ｃｈｉｎａ）

Abstract： Boat-rotary tillage and stubble-mulch is a tillage technology. It can accomplish moderate tillage and straw returning to the field. Through the demonstration and extension in 6 counties and cities in 3 provinces the production was significantly manifested for its the economic， ecological and social benefit. It has a vast application prospect in south China and the countries of Southeast Asia.

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： rｏｔａｒｙ tillage and stubble-mulch； ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｃｒｏｐｐｉｎｇ； ｍｏｄｅｒａｔｅ ｔｉｌｌａｇｅ； ｂｕｒｉｅｄ ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｆｉｅｌｄ

船式旋耕埋草機技術(shù)是主要針對以水稻生產(chǎn)為中心的我國南方油-稻、麥-稻、稻-稻、肥-稻等多熟制水稻產(chǎn)區(qū)，在前茬作物收獲后，田間秸稈愈留愈高，常規(guī)人畜、機械耕整技術(shù)難以將其埋覆還田的突出難題和因大量秸稈就地焚燒而污染環(huán)境、浪費資源的嚴重現(xiàn)象［１－３］，促進下茬水稻生產(chǎn)及其機械化發(fā)展，促進農(nóng)業(yè)血防綜合治理，加快“以機代牛”步伐，實現(xiàn)“水田適度耕整、秸稈埋覆還田”的保護性耕作的一項新技術(shù)。

１整機結(jié)構(gòu)及技術(shù)路線

１．１整機結(jié)構(gòu)

船式旋耕埋草機采用“浮式”原理，按照機船合一、結(jié)構(gòu)組合、性能綜合的創(chuàng)新設(shè)計理念，由船式拖拉機和旋耕埋草機兩大部分組成，其中包括船體、發(fā)動機、水田行走系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、懸掛提升系統(tǒng)、刀輥、罩殼等部分［４－６］，如圖１所示。

１．２技術(shù)路線

船式旋耕埋草機技術(shù)路線如圖２所示。機組在動力機驅(qū)動下，通過傳動系統(tǒng)，將一部分動力經(jīng)雙級減速器傳遞給船體兩側(cè)葉輪，驅(qū)動機組前進，并將秸稈有序推倒壓埋，同時產(chǎn)生平衡工作部件耕作阻力的驅(qū)動力；另一部分動力經(jīng)中間鏈傳動傳遞給旋耕埋草機主軸，再通過第二級齒輪傳動傳遞給刀輥軸，帶動刀輥回轉(zhuǎn)，并對土壤進行切割、破碎、融合。刀輥一面隨機組前進作等速直線運動，一面作回轉(zhuǎn)運動，不斷地向下輥軋、揉切土壤和殘留秸稈，同時將切下的土垡拋向罩殼，撞擊后落回地表，再由平土拖板耥平地表。機組前進的同時，刀輥連續(xù)不斷地對未耕地進行松碎和輥軋，最終使得秸稈被埋覆于地下，土壤細碎、起漿好、地表平整。

２主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)

船式旋耕埋草機的主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)：作業(yè)幅寬７００ ｍｍ，平均耕深≥１２０ ｍｍ，耕深穩(wěn)定性系數(shù)≥８５％；耕寬穩(wěn)定性系數(shù)≥９５％，地表平整度≤５％，泥腳適應(yīng)深度≤３５０ ｍｍ，適應(yīng)前茬作物留茬高度≤６５０ ｍｍ，植被覆蓋率９０％，作業(yè)速度４～５ ｋｍ／ｈ，純工作小時生產(chǎn)率０．１３５～０．１６７ ｈｍ２／ｈ（作業(yè)2遍），主燃油消耗量１２～１６．５ ｋｇ／ｈｍ２（２遍）［７，８］。

３示范推廣績效

２００７～２００９年，船式旋耕埋草機技術(shù)在湖北省的團風(fēng)縣、浠水縣、鄂州市、監(jiān)利縣，江西省的瑞昌市和湖南省的岳陽縣，即３省６縣（市），進行了生產(chǎn)示范推廣，取得的經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益都十分顯著。

３．１經(jīng)濟效益

該項目實施后取得的經(jīng)濟效益由三大部分組成：一是合作企業(yè)產(chǎn)品利稅收入和節(jié)約支出；二是船式旋耕埋草機機手作業(yè)服務(wù)純收入；三是被服務(wù)受益農(nóng)戶的節(jié)本增收。

３年實施期內(nèi)，合作企業(yè)共生產(chǎn)船式旋耕埋草機６３２臺，新增產(chǎn)值７５８．４萬元。新增利稅１７３．４５萬元，利稅率達２２．９％。其中，新增利潤１２３．４萬元，占１６．３％；新增稅收５０．０５萬元，占６．６％。同時，節(jié)約支出２２．５萬元，累計增收節(jié)支１９５．９１萬元。臺均創(chuàng)利稅２ ７４４元，該機產(chǎn)業(yè)化前景十分廣闊。

機手作業(yè)服務(wù)純收入即作業(yè)服務(wù)總收入減去作業(yè)服務(wù)總成本。據(jù)３年生產(chǎn)試驗示范的統(tǒng)計，每公頃平均作業(yè)服務(wù)總收入８２５元（即公頃作業(yè)收費標(biāo)準(zhǔn)），尚不含機手生活招待費。每公頃作業(yè)服務(wù)總成本由三項組成：一是折舊費；二是油料費；三是維修費。由于一般機器為機手自有，系自駕服務(wù)，所以未單列人員工資，上述三項每公頃平均總成本約為１５０元左右。因此，機手實際作業(yè)服務(wù)每公頃純收入一般在６７５元以上，日均純收入１ １００元左右。

被服務(wù)受益農(nóng)戶每公頃節(jié)本增收由三項組成：一是節(jié)約的耕整田塊的成本；二是節(jié)約的化肥及支出；三是稻谷增產(chǎn)及增收。據(jù)３年的生產(chǎn)試驗示范跟蹤統(tǒng)計，與傳統(tǒng)人畜力耕整相比，每公頃平均節(jié)約耕整費用最少１５０元，最多達８１０元；每公頃平均節(jié)約化肥１３５ ｋｇ，相當(dāng)于節(jié)約支出達２５５元；每公頃平均增收稻谷２８５ ｋｇ，相當(dāng)于增加收入達５２５元。因此，受益農(nóng)戶每公頃平均節(jié)本增收可達１ ２００元。

由此可見，作業(yè)服務(wù)機手和受益農(nóng)戶合計增收節(jié)支每公頃平均約１ ８７５元，機手和農(nóng)戶收益比為１∶１．７８，實現(xiàn)了機手和農(nóng)戶的雙贏。能有效促進作業(yè)服務(wù)產(chǎn)業(yè)化和多熟制稻區(qū)水稻生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。

２００７～２００９年，據(jù)３省６縣（市）生產(chǎn)試驗示范區(qū)船式旋耕埋草機的生產(chǎn)試驗示范和輻射推廣綜合統(tǒng)計，示范區(qū)累計發(fā)展船式旋耕埋草機１８６臺，其中包括生產(chǎn)試驗示范機具５２臺和輻射推廣機具１３４臺；共完成作業(yè)面積１．３萬ｈｍ２；機手總收入達８５１萬元，純收入６８５萬元，受益農(nóng)戶節(jié)本增效

１ ２３６萬元，節(jié)約化肥１ ４２２ ｔ，增產(chǎn)稻谷２ ８６４ ｔ，比人畜力耕整節(jié)約人工１４．８萬個，受益農(nóng)戶達３．８萬戶。由此可見，生產(chǎn)試驗示范區(qū)作業(yè)機手和受益農(nóng)戶累計增收節(jié)支達１ ９２１萬元。

又據(jù)該3年６省３４縣（市、區(qū)）船式旋耕埋草機生產(chǎn)試驗示范區(qū)和輻射推廣區(qū)的類比統(tǒng)計，累計發(fā)展船式旋耕埋草機６３２臺；年共完成作業(yè)面積近４萬ｈｍ２，機手總收入達３ １７３萬元，機手純收入

２ ６０２萬元，受益農(nóng)戶節(jié)本增效４ ３８０萬元，節(jié)約化肥５ ２３８ ｔ，增產(chǎn)稻谷１０ ３６９ ｔ，比人畜力耕整節(jié)約人工５４．８萬個。由此可見，該項目生產(chǎn)試驗示范區(qū)和輻射推廣區(qū)作業(yè)機手和受益農(nóng)戶累計增收節(jié)支達

６ ９８２萬元，合作企業(yè)增收節(jié)支１９６萬元，即該項目累計創(chuàng)社會經(jīng)濟效益７ １７８萬元。

３．２生態(tài)效益

示范期３年的船式旋耕埋草機技術(shù)及裝備生產(chǎn)試驗示范和輻射推廣實績表明，“水田適度耕整、秸稈埋覆還田”技術(shù)是一項先進、適用，能有效保護生態(tài)的水田保護性耕作新技術(shù)。該項技術(shù)及裝備一次進入田間作業(yè)就能一次性替代傳統(tǒng)“耕→耙→耖→滾→平”等多道作業(yè)工序，無論是什么前茬作物，無論前茬作物收獲后的殘留秸稈數(shù)量多少、茬樁高矮或狀態(tài)如何，都能將其埋覆于合理的耕作層，并與土壤均勻融為一體，且能將耕深嚴格控制在１０～１２ ｃｍ的適度范圍內(nèi)。由于耕整后的土壤細碎度適中，上有適當(dāng)?shù)母∧啵掠羞m當(dāng)團塊，硬底層沒有被破壞，所以能實現(xiàn)邊耕整邊插秧。而用傳統(tǒng)方法過度耕整的田塊往往需要沉淀２～３ ｄ才能插秧，甚至出現(xiàn)秧苗隨同集堆秸稈一起漂浮在田面而發(fā)生死秧的現(xiàn)象。

生產(chǎn)試驗示范的抽樣檢測結(jié)果與有關(guān)研究資料對比證明，秸稈中含有氮、磷、鉀、鎂、鈣、硫等元素，對無公害綠色稻米生產(chǎn)具有顯著的促進作用。以水稻秸稈為例，干稻草中含氮量為０．９１％，含磷量１．３％，含鉀量１．８９％，此外還含有其他植物必需的微量元素。按一季每公頃產(chǎn)７ ５００ ｋｇ稻谷的秸稈量計算，相當(dāng)于氮素６８．２５ ｋｇ（折合碳銨４０５ ｋｇ）；磷素９７．５ ｋｇ（折合１３％的磷肥７５０ ｋｇ）；鉀素１４１．７５ ｋｇ（折合６０％的氯化鉀２３６．２５ ｋｇ）。該項目根據(jù)平均每公頃實際干秸稈還田量３ ３００ ｋｇ計算，相當(dāng)于１３５ｋｇ化肥，若化肥平均銷售價格為２．２元／ｋｇ，則每公頃節(jié)約化肥支出２５５元。連續(xù)３年秸稈還田，可以增加土壤有機質(zhì)０．３～０．５個百分點。同時，秸稈中還含有大量的能源物質(zhì)，能促使微生物激增，提高土壤生物活性強度，促進土壤的酸堿平衡，使養(yǎng)分結(jié)構(gòu)趨于合理。此外，秸稈還田可使土壤容重降低，疏松土質(zhì)，提高通氣性，明顯改善土壤理化性能及結(jié)構(gòu)，減緩?fù)寥浪终舭l(fā)速率，明顯提高水分利用率，明顯加強儲存自然降水的能力并提高地溫，是實現(xiàn)大面積用地、養(yǎng)地，保證高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的有效途徑，增產(chǎn)幅度可達４％～７％。

３．３社會效益

３年間的生產(chǎn)試驗示范和輻射推廣表明，船式旋耕埋草機技術(shù)的推廣應(yīng)用和裝備的批量生產(chǎn)，有利于有機資源的開發(fā)利用和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護；有利于加快“以機代牛”步伐和促進農(nóng)業(yè)血防綜合治理；有利于提高稻作復(fù)種指數(shù)和減輕農(nóng)村勞力緊缺的壓力；有利于提高油－稻、麥－稻、稻－稻等多熟制優(yōu)勢農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)能和促進可持續(xù)發(fā)展。

３年間，根據(jù)對比生產(chǎn)試驗效果測算：船式旋耕埋草機因作業(yè)條件的差異，１人１機每工日可完成作業(yè)面積１．６～２.0 ｈｍ２；而傳統(tǒng)的以牲畜為動力，１人１畜每工日最多只能完成作業(yè)面積０．０６７ ｈｍ２。前者作業(yè)效率是后者的２５～３０倍，大大節(jié)約了人工用工量。在“打工經(jīng)濟”不斷發(fā)展，農(nóng)村勞動力結(jié)構(gòu)自發(fā)調(diào)整速度不斷加快，季節(jié)性乃至周年農(nóng)業(yè)勞動力日漸短缺，農(nóng)業(yè)勞動力工價逐漸看漲的態(tài)勢下，船式旋耕埋草機技術(shù)裝備和前茬油菜、小麥、水稻機械收獲、后茬水稻機械播栽技術(shù)裝備配合使用的社會化服務(wù)價值凸顯。以致成為作業(yè)服務(wù)機手就業(yè)致富的一條新門路；成為解決外出務(wù)工農(nóng)民后顧之憂的一種新途徑；成為多熟制稻區(qū)新農(nóng)村建設(shè)中生產(chǎn)力發(fā)展的一項新突破。

基于近些年來我國南方一些沿湖沿江地區(qū)血吸蟲病死灰復(fù)燃，疫情蔓延，危及人身安全的現(xiàn)實。因為在血吸蟲的傳播途徑中耕牛是主要傳染源，對此，中央及各級政府高度重視，大力實施“以機代牛”。船式旋耕埋草機是對耕牛名副其實的替代，對稻田耕整而言，使機手不與耕牛和泥水接觸，避免交叉感染。３年來，該項目推廣應(yīng)用船式旋耕埋草機６３２臺，完成作業(yè)量３．８５萬ｈｍ２，若按３年平均，每年３季框算，約相當(dāng)替代了６．４萬頭耕牛的耕作量，以每頭病牛宰殺政府補償１ ０００元計，則相當(dāng)于節(jié)約財政支出６ ４００萬元；相應(yīng)節(jié)約農(nóng)民人工５４．８萬個，僅以從事其他行業(yè)工作每日工價最低５０元計，則另創(chuàng)社會經(jīng)濟效益２ ７４０萬元。兩項合計達９ １４０萬元，這又是非常可觀的社會經(jīng)濟效益，充分說明船式旋耕埋草機技術(shù)裝備的替代效應(yīng)非常明顯。

３年來的對比試驗表明，船式旋耕埋草機技術(shù)顯著的社會價值明顯優(yōu)于常規(guī)的耕整機械。量大面廣的手扶式微耕機對高度１５ ｃｍ以上的殘茬、秸稈根本無法實施作業(yè)；獨輪耕整機配套單鏵犁，即使深翻也難以將秸稈完全埋覆，且該機具技術(shù)簡單，安全隱患多。此兩種機具機手勞動的強度還大，在疫區(qū)感染血吸蟲病的幾率較高。常規(guī)的手扶拖拉機、機耕船、大中型拖拉機配套機具有兩種：一是翻垡式的鏵式犁或圓盤犁；二是傳統(tǒng)的旋耕機。為了對付高秸稈，前者必須深耕深翻，然而手扶拖拉機和機耕船功率小，達不到預(yù)期的翻埋效果，犁后只好靠耙、耖、滾反復(fù)進行整地，嚴重浪費能源，破壞土壤結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)率不及船式旋耕埋草機的６０％。大中型拖拉機雖可深耕深翻，工作效率也不比船式旋耕埋草機低，但能源消耗大，尤其是破壞了土壤硬底層，使水田泥腳逐年加深，甚至使后續(xù)插秧機無法作業(yè)，水、肥流失量大，造成浪費。而常規(guī)耕整動力機械及其配套傳統(tǒng)旋耕機，對高秸稈的埋草效果差，對此只好進行數(shù)遍旋耕，這樣既浪費能源，又耗時，破壞土壤結(jié)構(gòu)，表層漂浮的碎草，需經(jīng)過２～３ ｄ沉淀，才能插秧。

因此，船式旋耕埋草機的出現(xiàn)及推廣應(yīng)用，有利于耕整機械技術(shù)及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的合理調(diào)整；有利于水田耕整機械作業(yè)的節(jié)能減排；有利于耕地資源的保護、改良和產(chǎn)能的提高。

４前景預(yù)測

我國水稻種植面積約３ ０００多萬ｈｍ２，約占全國糧食播種面積的３５％和全國糧食總產(chǎn)量的４０％［９］。我國南方水稻種植面積約２ ５８０萬ｈｍ２，占全國水稻種植面積的８６％，覆蓋了南方１５個省、市、自治區(qū)。南方豐富的自然資源為穩(wěn)定和發(fā)展農(nóng)作物的多熟制及水旱連作提供了極為有利的條件［１０］。就水稻生產(chǎn)而言，周年肥-稻-稻、油-稻-稻、油-稻、麥-稻、三季稻等多種種植制度并存。但是，由于諸多比較效益的客觀差異，“打工經(jīng)濟”的不斷發(fā)展，稻區(qū)勞動力結(jié)構(gòu)和數(shù)量正在逐年發(fā)生著顯著變化，農(nóng)業(yè)勞動力的季節(jié)性不足正在向周年短缺演化。加上多熟制及水旱連作農(nóng)時季節(jié)緊，作業(yè)工序多、勞動強度大、機械化程度低、生產(chǎn)成本高、“三大效益”低、復(fù)種指數(shù)提高慢，致使稻-稻連作面積不僅未能得到發(fā)展，而且還呈下滑趨勢；油-稻面積擴大緩慢，甚至有的稻農(nóng)干脆將水田改為旱地，此外拋荒棄耕現(xiàn)象還時有發(fā)生。

湖北省是我國水稻主產(chǎn)省區(qū)之一，水稻種植面積約占糧食種植總面積的５０％，稻谷產(chǎn)量約占糧食總產(chǎn)量的７０％，居水稻、油菜、小麥等九大優(yōu)勢農(nóng)產(chǎn)品之首。全省水稻常年種植面積約２１３萬ｈｍ２，分布在４６個糧食主產(chǎn)縣、市、區(qū)，其中１３個為優(yōu)質(zhì)稻板塊基地。多數(shù)主產(chǎn)縣、市、區(qū)同時還是血吸蟲重點疫區(qū)，開展“以機代牛”和促進農(nóng)業(yè)血防綜合治理也是湖北省的一項重大而緊迫的任務(wù)。

通過對該項目２００７～２００９年３年間的生產(chǎn)試驗示范基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，得到推廣應(yīng)用績效預(yù)測的技術(shù)經(jīng)濟參數(shù)平均值如下：船式旋耕埋草機技術(shù)壽命１２年，機械使用壽命６年，生產(chǎn)率１．６ ｈｍ２／工日，年作業(yè)量４６．７ ｈｍ２／臺，機手純收入６７５元／ｈｍ２，受益農(nóng)戶節(jié)本增益１ ２００元／ｈｍ２，節(jié)約化肥１３５ ｋｇ／ｈｍ２，增產(chǎn)稻谷２７０ ｋｇ／ｈｍ２，節(jié)約人工工日１４．４個／ｈｍ２，農(nóng)村社會勞平工日值６０元，企業(yè)產(chǎn)品售價１．２萬元／臺，企業(yè)產(chǎn)品利稅率２３％。

湖北省若４０％的水稻種植面積采用該項技術(shù)裝備，則８５．３萬ｈｍ２水田需船式旋耕埋草機１．８３萬臺；生產(chǎn)企業(yè)創(chuàng)利稅５ ０５０萬元；機手年純收入５．７６億元；受益農(nóng)戶年節(jié)本增效１０．２４億元；機手和農(nóng)戶年總增收節(jié)支１６億元；年節(jié)約化肥１１．５萬ｔ；年增產(chǎn)稻谷２３萬ｔ。年節(jié)約人工１ ２２９萬個，則年創(chuàng)社會經(jīng)濟效益７．４億元。依此推算，船式旋耕埋草機技術(shù)壽命期內(nèi)，需求量約３．７萬臺，作業(yè)面積１ ０００萬ｈｍ２，生產(chǎn)企業(yè)創(chuàng)利稅１億元，機手、農(nóng)戶和節(jié)約人工累計創(chuàng)社會經(jīng)濟效益約２８１億元。

我國南方若３０％的水稻種植面積采用本項技術(shù)裝備，則７７４萬ｈｍ２水田需船式旋耕埋草機１６．６萬臺；生產(chǎn)企業(yè)可創(chuàng)利稅３．９９億元；機手年純收入５２．２４億元；受益農(nóng)戶年節(jié)本增效９２．８８億元；機手和農(nóng)戶年總增收節(jié)支１４５億元；年節(jié)約純化肥１０４萬ｔ；年增產(chǎn)稻谷２０９萬ｔ。年節(jié)約人工１１ １４７萬個，則年創(chuàng)社會經(jīng)濟效益６７億元。依此推算，船式旋耕埋草機技術(shù)壽命期內(nèi)，需求量約３３萬臺，作業(yè)面積０．９３億ｈｍ２，生產(chǎn)企業(yè)創(chuàng)利稅８億元，機手、農(nóng)戶和節(jié)約人工累計創(chuàng)社會經(jīng)濟效益約２ ５４４億元。

綜上所述，先進適用的船式旋耕埋草機技術(shù)及裝備，尤其在我國南方具有廣闊的推廣應(yīng)用前景（北方稻區(qū)亦可推廣），其區(qū)域經(jīng)濟、生態(tài)、社會效益將是非常可觀的。同時，東南亞諸多國家也盛產(chǎn)水稻，且機械化水平不高，物美價廉的中小型農(nóng)業(yè)機械市場前景看好，充分利用“東盟”合作平臺，抓住出口創(chuàng)匯戰(zhàn)略的機遇也是完全有可能的。

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［１０］ 楊新春，張文毅．我國水稻生產(chǎn)機械化的現(xiàn)狀與前景［Ｊ］．中國農(nóng)機化，２００１，（１）：２０－２１．

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